Volgens de NASA ligt de toekomst van vliegtuigen in opvouwbare vleugels. En om die te realiseren, richt de Amerikaanse ruimteorganisatie zich tot geheugenmetaal.
Sinds de eerste gemotoriseerde vlucht – in 1903 met de Wright Flyer – is gemaakt, zijn de vleugels van vliegtuigen al behoorlijk veranderd en gemoderniseerd. Het vizier lijkt nu te zijn gericht op opvouwbare vleugels, en ook de NASA doet er onderzoek naar. Om dat mogelijk te kunnen maken, maakt de ruimtevaartorganisatie de vleugels van shape memory alloy, oftewel geheugenmetaal.
Van vorm veranderen
Een geheugenmetaal is een legering (meestal nikkel-titanium of koper-zink-aluminium) die, nadat het is vervormd, terug kan keren naar zijn originele geometrie als het wordt verwarmd. Met het lichtgewicht geheugenmetaal dat de NASA gebruikt, kunnen de vleugel- en bedieningsoppervlakken van een vliegtuig tijdens het vliegen van vorm veranderen zonder dat daar zware hydraulische systemen voor nodig zijn.
© NASA
Het idee van opvouwbare vleugels is namelijk niet nieuw. Alleen het probleem bij de huidige opvouwbare vleugels is dat de hydraulische mechanismen die worden gebruikt om ze te vouwen zwaar, volumineus en energieverslindend zijn. En dan wegen de voordelen niet op tegen de nadelen.
PTERA
Daarom onderzoeken het Armstrong Flight Research Center, het Glenn Research Center, het Langley Research Center, het Boeing Research & Technology en Area-I Inc hoe ze de gebruikelijke hydraulica en motoren kunnen vervangen door actuatoren die 80 procent lichter zijn, omdat ze van geheugenmetaal zijn gemaakt.
Onlangs heeft de NASA een serie succesvolle testvluchten uitgevoerd met het Prototype Technology-Evaluation Research Aircraft (PTERA), een onbemand vliegtuigje, waarbij de drone zijn vleugels vanuit nulstand 70 graden omhoog en daarna 70 graden omlaag kon buigen door verwarming.
Supersonisch
Volgens de NASA kunnen opvouwbare vleugels ooit resulteren in lichtere vliegtuigen – omdat de zware, hydraulische systemen niet meer nodig zijn – wat op zijn beurt weer zorgt voor minder brandstofverbruik. Bovendien zouden ze supersonische vluchten eenvoudiger maken, omdat het vliegtuig dan minder ‘lijdt’ aan een hoge weerstand.
Bij de eerst volgende testvlucht wil de NASA dat het vliegtuigje tijdens een vlucht in één keer zijn vleugels kan vouwen van 70 graden naar beneden naar 70 graden omhoog. Daarna wil de organisatie de technologie opschalen, zodat ook een F-18 kan worden uitgerust met de opvouwbare vleugels.
Beeld: NASA/Ken Ulbrich
Lees ook:
Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Bestel dan hier ons nieuwste nummer. Abonnee worden? Dat kan hier!